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diff --git a/chap/abs.tex b/chap/abs.tex index 8131207..080c963 100644 --- a/chap/abs.tex +++ b/chap/abs.tex @@ -2,31 +2,30 @@ % Public domain. \begin{cabstract} - 现代微处理器设计主要考虑性能和功耗。随着软硬件变得越来越复杂，安全在 - 计算机系统的设计中逐渐受到重视。Meltdown 和 Spectre 攻击的发现，表明 - 处理器微体系结构的优化，虽然不影响程序的正确运行，但是可能破坏系统的安全 - 性。其中 Spectre 攻击利用处理器的推测式执行，通过暂态指令的执行构造隐 - 蔽信道，将程序中的秘密信息泄露给攻击者，破坏了程序的安全保证和系统的 - 隔离性。由于推测式执行是处理器优化执行性能的重要手段，在防御 Spectre - 攻击的同时，减少防御手段带来的性能下降，是一个复杂的问题。 + 现代微处理器设计主要需要考虑性能和功耗。但随着软硬件系统越来越复杂， + 安全性在处理器设计中越来越重要。熔断（Meltdown）和幽灵（Spectre）攻 + 击的发现，表明处理器微体系结构的优化，虽然不影响程序的正确运行，但是 + 可能带来安全性的问题。其中 Spectre 攻击利用处理器的推测式执行，通过 + 暂态指令的执行构造隐蔽信道，将程序中的秘密信息泄露给攻击者，破坏了程 + 序的安全保证和系统的隔离性。由于推测式执行是微处理器设计中提升性能的 + 重要手段，在防御 Spectre攻击的同时，减少防御手段带来的性能下降，是一 + 个重要的问题。 - 本文基于 gem5 模拟平台，设计了一种用于防御 Spectre 攻击的微体系结构，并 - 对其进行评估。主要工作内容如下： - \begin{itemize} - \item 调研现有的侧信道攻击、Meltdown 和 Spectre 攻击技术，深入分析这 - 些攻击技术的原理。 + 本文基于模拟平台，针对推测式执行侧信道攻击设计实现了一种防御结构。主 + 要工作内容如下： + \begin{enumerate} + \item 调研 Meltdown 和 Spectre 攻击技术，分析其技术原理。 \item 调研现有的 Meltdown 和 Spectre 防御方案，分析这些方案的设计思 - 想、实现方法、安全性和开销 - \item 设计一种用于防御 Spectre 攻击的微体系结构，并在 gem5 中模拟。该微架 - 构基于动态信息流追踪技术，它用于检测推测式执行中的指令是否直接或间 - 接依赖一个推测式执行中从内存装载的值，进而可能泄露数据。本文将这种 - 技术和已有的安全装载数据的方案 InvisiSpec 结合使用，并在 gem5 中实 - 现了这些模型。 - \item 评测这种微体系结构的安全性和性能。在 gem5 中模拟这种微体系结构，用构造 - 的验证程序进行测试，表明设计的微体系结构满足本文的安全特性。用 SPEC - CPU2006 进行性能评测，平均性能开销为 8.5\%，优于只使用动态信息流追 - 踪检测技术或只使用 InvisiSpec 的模型的性能。 - \end{itemize} + 想、实现方法、安全性和性能开销。 + \item 设计一种针对 Spectre 攻击的防御结构，并在模拟平台中实现。该结 + 构动态追踪信息流，检测推测式执行的指令与推测的内存读取之间的依赖关 + 系，标记存在数据泄露风险的指令。进一步地，针对有风险的内存读取指令， + 采用安全的数据装载方案，避免在高速缓存状态中留下暂态执行的痕迹。 + \item 基于模拟平台对该防御结构进行评估。利用构造的攻击程序进行测试， + 表明该防御结构可以防御测试中的攻击，满足安全性要求。利用 SPEC + CPU2006 进行性能评测，平均性能开销为 8.5\%，需要安全执行的推测式数 + 据读取显著减少，降低了防御的性能开销。 + \end{enumerate} \end{cabstract} \begin{eabstract} |